Antes de empezar ¿qué es la presión del aire?. El aire está compuesto por diferentes partículas y éstas tienen una masa específica. El conjunto de todas ellas está envolviendo la Tierra, generando un peso sobre ella. Cuando estas partículas colisionan sobre una superficie generan una fuerza llamada presión.
Según Pascal “La presión ejercida sobre un fluido poco compresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido”
Según Bernouilli. Para entender y realizar algunos de los experimentos relacionados con el aire y a la presión atmosférica necesitamos de algunos conceptos científicos básicos. Entre ellos uno importante, el conocido simplemente como el principio de Bernoulli, que según éste, "la presión que un fluido ejerce sobre una superficie será menor cuando el fluido está en movimiento sobre dicha superficie que cuando está detenida". Además, la reducción de la presión será proporcional a la velocidad del fluido (un líquido o un gas).
La presión hidrostática, (Arquimedes) por lo tanto, da cuenta de la presión o fuerza que el peso de un fluido en reposo puede llegar a provocar. Se trata de la presión que experimenta un elemento por el sólo hecho de estar sumergido en un líquido.
El fluido genera presión sobre el fondo, los laterales del recipiente y sobre la superficie del objeto introducido en él. Dicha presión hidrostática, con el fluido en estado de reposo, provoca una fuerza perpendicular a las paredes del envase o a la superficie del objeto.
El peso ejercido por el líquido sube a medida que se incrementa la profundidad
La presión atmosférica es el peso de la columna de aire que hay sobre cualquier punto o lugar de la tierra y es por tanto el peso por unidad de superficie. Cuanto mayor es la altura, menor es la presión atmosférica y cuanto menor es la altura y más se acerque a nivel del mar, mayor será la presión.
Aparatos de medida de la presión atmosférica:
La presión atmosférica se mide con un aparato llamado barómetro, que fue creado en 1643 por el físico y matemático Evangelista Torricelli.
Para realizar nuestro experimento necesitamos una botella de plástico con tapón, agua y un globo. En primer lugar tienes que hacer un pequeño agujero en el lateral de la botella cerca de la base. Luego llena la botella con agua y coloca el tapón.
Primera parte
Si quitamos el tapón de la botella el agua escapa por el agujero con una velocidad que depende de la altura del agua en el interior de la botella. Y si volvemos a colocar el tapón el agua deja de salir.
Segunda parte
Llena la botella con agua y coloca el tapón. Luego quita el tapón y coloca una globo en la boca de la botella. En este caso el agua sigue saliendo por el agujero durante unos segundos.
Explicación
Si dejamos la botella con el tapón puesto la presión atmosférica externa impide que salga el agua. Pero si quitamos el tapón la presión atmosférica que actúa sobre el agujero se compensa con la presión atmosférica sobre el líquido contenido en la botella y el agua sale impulsada por la presión hidrostática (la presión ejercida por la columna de agua sobre el agujero).
¿Qué sucede al sustituir el tapón de plástico por el globo?
Al salir el agua por el agujero aumenta el volumen disponible para el aire atrapado en la botella y disminuye la presión. Para compensar, el globo se queda sin aire y se mete en la botella para disminuir el volumen disponible para el aire y mantener la presión interna. Finalmente la presión atmosférica externa impide la salida del agua por el agujero.
Si ahora tiramos del globo hacia arriba aumenta el volumen disponible para el aire atrapado en la botella, disminuye la presión, y para compensar entre aire por el agujero.